package sjg.DataStructures.avl;

/**
 * 二叉平衡树
 */
public class AVLTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // int[] arr = {4, 3, 6, 5, 7, 8};
        //int[] arr = { 10, 12, 8, 9, 7, 6 };
        int[] arr = { 10, 11, 7, 6, 8, 9 };
        AVLTree avlTree = new AVLTree();
        // 添加节点
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }

        // 遍历
        System.out.println("中序遍历-左中右");
        avlTree.infixOrder();

        System.out.println("树的根节点高度： " + avlTree.getRoot().height());
        System.out.println("树的左子树高度： " + avlTree.getRoot().leftHeight());
        System.out.println("树的右子树高度： " + avlTree.getRoot().rightHeight());
        // System.out.println("avl树的某节点值: " + avlTree.getRoot().right);


    }
}

class AVLTree {
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    // 查找要删除的节点
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    // 查找父节点
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    // 添加节点
    public void add(Node node) {
        if (root == null) {
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }

    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (root == null) {
            System.out.println("二叉树为空，不可遍历~");
        } else {
            root.infixOrder(root);
        }
    }

    // 删除
    public void delNode(int value) {
        if (root == null) {
            return;
        } else {
            // 1.先去找到要删除的节点
            Node targetNode = search(value);
            // 2.没有找到直接返回
            if (targetNode == null) {
                return; // 没有找到
            }
            // 3.如果当前这颗二叉排序树只有一个结点,说明这棵树有且只有这一个节点，并且匹配成功，直接删除根节点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }
            // 4.找到匹配节点的父节点
            Node parent = searchParent(value);
            // 5.是否是叶子节点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                // 6.判断匹配节点是父节点的左子节点还是右子节点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) { // 匹配到左子节点值？
                    parent.left = null;
                } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) { // 匹配到右子节点值
                    parent.right = null;
                }
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                int minVal = delRightTreeMin(targetNode.right);
                targetNode.value = minVal;
            } else {// 删除只有一颗子树的结点
                //如果要删除的结点有左子结点
                if (targetNode.left != null) {
                    if (parent != null) {
                        //如果 targetNode 是 parent 的左子结点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.left;
                        } else { //  targetNode 是 parent 的右子结点
                            parent.right = targetNode.left;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.left;
                    }
                } else { //如果要删除的结点有右子结点
                    if (parent != null) {
                        //如果 targetNode 是 parent 的左子结点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.right;
                        } else { //如果 targetNode 是 parent 的右子结点
                            parent.right = targetNode.right;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }
            }
        }
    }


    /**
     * 编写方法:
     * 1. 返回的 以node 为根结点的二叉排序树的最小结点的值
     * 2. 删除node 为根结点的二叉排序树的最小结点
     *
     * @param node 传入的结点(当做二叉排序树的根结点)
     * @return 返回的 以node 为根结点的二叉排序树的最小结点的值
     */
    public int delRightTreeMin(Node node) {
        Node target = node;
        // 循环的查找左子节点，就会找到最小值
        while (target.left != null) {
            target = target.left;
        }
        // 这时 target就指向了最小结点
        // 删除最小结点
        delNode(target.value);
        return target.value;
    }
}


class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    // 返回左子树的高度
    public int leftHeight() {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }

    // 返回右子树的高度
    public int rightHeight() {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }

    // 返回当前节点的高度,【以该节点为根节点的树高度】
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }

    // 左旋转
    public void leftRotate() {
        // 1.创建一个新的节点 newNode 值等于当前根节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        // 2. 把新节点的左子树设置为当前节点的左子树
        newNode.left = this.left;
        // 3. 把新节点的右子树设置为当前节点的右子树的左子树
        newNode.right = this.right.left;
        // 4. 把当前节点的值换为右子节点的值
        this.value = this.right.value;
        // 5. 把当前节点的右子树设置为右子树的右子树
        this.right = this.right.right;
        // 6. 把当前节点的左子树设置为新节点
        this.left = newNode;
    }

    // 右旋转
    public void rightRotate() {
        Node newNode = new Node(value);
        newNode.right = right;
        newNode.left = left.right;
        value = left.value;
        left = left.left;
        right = newNode;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node[" +
                "value=" + value +
                ']';
    }

    // 中序遍历 - 左中右
    public void infixOrder(Node root) {
        // 左
        if (root.left != null) {
            this.left.infixOrder(root.left);
        }
        // 中
        System.out.println(root.value);
        // 右
        if (root.right != null) {
            this.right.infixOrder(root.right);
        }
    }


    /**
     * 查找要删除的节点
     *
     * @param value 查找值
     * @return 找到就返回，否则返回null
     */
    public Node search(int value) {
        if (value == this.value) {
            return this;
        } else if (value < this.value) { // 查找值 小于当前值，往左子节点去
            //如果左子结点为空
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            return this.left.search(value);
        } else { // 查找值 大于当前值，往右子节点去
            if (this.right == null) {
                return null;
            }
            return this.right.search(value);
        }
    }

    // 判断传入的节点值，和当前子树的根节点的值的关系
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        // 判断传入的值与当前值的大小，小则往左，大则往右
        if (node.value < this.value) {
            // 判断左子节点是否为空
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                // 递归向左子树添加
                this.left.add(node);
            }
        } else { // 添加的值大于当前值
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {// 递归向右子树添加
                this.right.add(node);
            }
        }

        // 添加一个节点后，判断是否需要旋转, 右子树高度-左子树高度 > 1 , 左旋
        if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
            // 如果它的右子树的左子树高度 大于 它的右子树的右子树的高度
            if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
                // 就先对右子树进行右旋转
                right.rightRotate();
                // 再对当前节点进行左旋转
                leftRotate();
            } else {// 否则直接进行左旋转
                leftRotate();
            }
            // 必须，否则有概率会导致死循环，在接下来的if中。
            return;
        }

        // 添加一个节点后，判断是否需要旋转, 右子树高度-左子树高度 > 1 , 左旋
        if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
            // 如果左子树的左子树高度 > 左子树的右子树高度，先进行左旋转
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
                // 先对左子树进行左旋转
                left.leftRotate();
                // 然后对当前节点进行
                rightRotate();
            } else {
                // 右旋
                rightRotate();
            }

            return;
        }

    }

    /**
     * 查找要删除结点的父结点
     *
     * @param value 要找到的结点的值
     * @return 返回的是要删除的结点的父结点，如果没有就返回null
     */
    public Node searchParent(int value) {
        // 如果当前结点就是要删除的结点的父结点，就返回
        if ((this.left != null && this.left.value == value) ||
                (this.right != null && this.right.value == value)) {
            return this;
        } else {
            //如果查找的值小于当前结点的值, 并且当前结点的左子结点不为空
            if (value < this.value && this.left != null) {
                return this.left.searchParent(value); //向左子树递归查找
            } else if (value >= this.value && this.right != null) {
                return this.right.searchParent(value); //向右子树递归查找
            } else {
                return null; // 没有找到父结点
            }
        }
    }
}